[实用新型]一种足式机器人的腿部结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及足式机器人技术，具体为一种足式机器人的腿部结构。

背景技术

足式机器人凭借其在行走过程中与地面的非连续接触特性表现出了很强的适应性，尤其在有障碍物的通道上或很难接近的工作场地上具有更广阔的发展前景，因此被广泛应用于抢险救灾、排雷排爆、地址勘探、娱乐及民用等领域。机器人的腿(或机械腿)是机器人的重要组成部分，对足式机器人运动起着非常重要的作用。

现有报道的六足机器人主要有：哈尔滨工业大学张赫、赵杰等人设计的一种新型六足机器人(专利申请号：201310084564.3)以及西南大学张春设计的低能耗六足机器人(专利申请号：201410592518.9)。这些机器人负载能力较差，并且本身整体质量大，所用驱动电机数较多，结构复杂，控制也复杂，不利于实际应用；另一方面，足式机器人的足端轨迹不封闭，容易造成足端与地面产生摩擦力，严重时甚至导致足端卡死，机器人无法正常运作。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提出一种足式机器人的腿部结构。该腿部结构基于杆机构，结构简单，质量较轻，通过本实用新型中杆的结构能够巧妙的实现所需要的运动，并且能够大幅度提升腿部和机器人的负载能力；另一方面，针对足端摩擦力较大，容易卡死的问题，本实用新型还可将机器人足端与地面的滑动摩擦转变为滚动摩擦，有效的降低摩擦力，防止卡死现象的发生。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，设计一种足式机器人的腿部结构。其特征在于该腿部结构基于杆机构，包括伺服电机、链条、输入链轮、U型支撑架、1号轴承端盖、弧形杆、转轮、2号轴承端盖、被动轴、万向轴承、输出杆、输出链轮、2号轴承、3号轴承、3号轴承端盖、1号轴承和短轴；

所述输出链轮通过键和伺服电机连接，两者同步旋转；所述输入链轮通过链条和输出链轮连接，两者同步旋转；所述输出杆通过键和输入链轮连接，两者同步旋转，同时输出杆通过轴承、轴承端盖和U型支撑架非固定连接，两者可相对旋转；所述弧形杆通过万向轴承和输出杆非固定连接，由于万向轴承的特性，弧形杆可以相对于输出杆360度旋转；所述被动轴两端通过轴承、轴承端盖和U型支撑架非固定连接，二者可相对旋转；被动轴中部有两个圆形孔，所述短轴两端通过轴承、轴承端盖和被动轴非固定连接，短轴可相对于被动轴旋转；所述短轴穿过弧形杆上的一个小孔，弧形杆和短轴为非固定连接，弧形杆可以绕短轴在一定角度内旋转。

与现有技术相比，本实用新型的新型足式机器人的腿部结构基于杆机构，具有以下优点及有益效果：

1、杆机构结构简单、设计巧妙，能够减轻机器人腿部的质量，降低能耗，同时能够较大幅度的增大负载能力；

2、本实用新型采用万向轴承，通过杆的传递，使足末端的运动轨迹变大，从而能够实现机器人腿部的各种运动；

3、本实用新型只用了一个伺服电机，实现了机构的轻量化，低能耗；

4、可通过在足端安装转轮，将滑动摩擦转为滚动摩擦，从而有效了防止卡死现象的产生，能耗也相应的进一步降低。

附图说明

图1为本实用新型足式机器人的腿部结构一种实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型足式机器人的腿部结构一种实施例的局部(图1中的虚线部分)放大结构示意图；

图3为本实用新型足式机器人的腿部结构一种实施例的弧形杆立体形状结构示意图；

图4为本实用新型足式机器人的腿部结构一种实施例的输出杆立体形状结构示意图；

图5为本实用新型足式机器人的腿部结构一种实施例的被动轴立体形状结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本实用新型。但本申请的权利要求保护范围不限于所述实施例的描述范围。

本实用新型设计的一种足式机器人的腿部结构(简称腿部结构，参见图1-5)，其特征在于该腿部结构基于杆机构，包括伺服电机1、链条2、输入链轮3、U型支撑架4、1号轴承端盖5、弧形杆6、转轮7、2号轴承端盖8、被动轴9、万向轴承10、输出杆11、输出链轮12、2号轴承13、3号轴承14、3号轴承端盖15、1号轴承16和短轴17。